Hallo,
wenn ich einen kondensator lade habe ich als Wirkunsgrad 50%. In der
Formel fliegen R und C raus.
Wenn ich eine ideale Spannungsquelle hab sollte der Kondensator bei
idealen(supra) Leitern 0 sein. Wob bleibt die Verlustenergie?
Real würde ich die Schlatung so aufbauen, dass ich ein Netzteil habe und
Ladestrom -spannung ab dem supraleitenden Teil messe.
Die ganzen Verluste der Quelle weise ich dann der realen Umsetzung einer
idealen Quelle zu und ignoriere sie.
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Ist dieser Zustand überhaupt definiert
Eien lastfreie Stromquelle ist ja bsplw. nicht definiert
Ja, es wäre schön wenn der TE nochmal genau über seine Frage nachdenkt
und die dann ordentlich stellt. Wahrscheinlicher ist allerdings, dass er
bei genauem Nachdenken über die Frage, die er hat, selbst auf die
Antwort kommen wird.
Hallo ET Student
Der Klassiker im Fach theoretische E-Technik:
Ein geladener Kondensator wird über einen Widerstand
an einen ungeladenen Kondensator geschaltet. In welchem
Verhältnis stehet die Energie im ersten Kondensator zu
den Energien nach dem Umladevorgang in beiden Kondensatoren.
Untersuche den Vorgang bei verschieden großen Widerständen.
Ergebnis:
Der Wert des Widerstandes spielt keine Rolle.
Was ist aber bei R=0?
Wie verschwindet dann die Energie aus der Schaltung?
Antwort:
Sie wird als elektromagnetischer Puls in
den unendlichen (mathematischen) Raum angestrahlt.
Dort schwebt er mit den vielen anderen aus den vielen
E-Technik-Klausuren und wartet auf seinen Erlösung.
Es kommt der Tag, wo er als donnernder Blitz alle bösen
Profs dieser Welt erschlagen wird.
Öhm, kleiner Tipp noch am Rande: Energie wird immer außerhalb des
Leiters transportiert, die Energie, die im Innern des Leiters
transportiert wird ist diejenige, die wir gewöhnlich als Verlustenergie
bezeichnen. Im Idealfall gibt es keine Verluste und der Leiter leitet
die Energie nur in die von uns gewünschte Richtung ;)
Im allgemeinen sind die "Leitungen" zwischen den idealen elektrischen
Elementen bei solchen Betrachtungen allerdings auch ideal, d.h. kein
Widerstand und kein magn. Feld (unendlich kurz) und beschreiben nur die
Verbindung an sich.
Insofern ist die Antwort mit der Abstrahlung von Leistung nicht wirklich
gut.
Letztendlich ist die Aussage "In der Formel fliegen R und C raus." nur
dann zutreffend, wenn es keine Singulatitäten gibt, d.h. der Strom bzw.
die Spannung endlich bleiben, was bei dem Wegfall eines Widerstandes
nicht mehr der Fall ist.
>Öhm, kleiner Tipp noch am Rande: Energie wird immer außerhalb des>Leiters transportiert, die Energie, die im Innern des Leiters>transportiert wird ist diejenige, die wir gewöhnlich als Verlustenergie>bezeichnen.
Hallo Michael,
denkst du das das bei Gleichstrom auch noch gilt?
Denke ich nicht nur, ist auch so. Jedwede Energie, die innerhalb eines
Leiters transportiert wird trägt lediglich zu den Verlusten bei und kann
zu nix anderem genutzt werden. Ich kann da den Henke (Elektromagnetische
Felder: Theorie und Anwendung) empfehlen, da ist das gut beschrieben.
>das is falsch. gilt für ein koaxialleiter-konstrukt, nicht für JEDEN>leiter.
Ein Koaxialleiter hat nur den Vorteil, dass die Energie räumlich gesehen
sich nicht bis in die Unendlichkeit ausbreitet sondern nur zwischen
Innen- und Außenleiter transportiert wird. Energie, die im Koaxialleiter
(im Kupfer also und nicht im Dielektrikum) fördert lediglich die
Verluste, sonst nichts.
Ich gebe Michael auch recht.
Die Energie im Elektrischen (statischen) Feld ist doch
Volumsintegral(E.D/2)
E und D sind im Leiter annähernd null. Nur außerhalb des Leiters steckt
also die Feldenergie.
Grüße aus der Vorlesung "Elektrotechnik 2".
Hallo,
beim Kondensator ist die anliegende Spannung eine Zustandsgröße, die man
nicht instantan ändern kann, es sei denn man macht methematische
Schweinereien, wie z.B. das Beaufschlagen mit diracförmigen Strompulsen.
Genausowenig lässt sich die Spannung instantan auf eine angeschlossene
Spannungsquelle zwingen, wenn sie vorher (als der Kondensator noch nicht
angeschlossen war) anders war.
Im Endeffekt steht mathematisch dann eine nicht lösbare Gleichung da:
U1=U2, wobei U1 und U2 voneinander verschieden sind.
Gleichzeitig gilt, dass I=C*Upunkt ist, damit U springt, muss I
kurzzeitig unendlich sein und das Integral über I der Ladungsänderung am
Kondensator entsprechen.
Das ist die rein mathematische Betrachtungsweise.
In der Praxis ist dein Modell unvollständig, denn jede Quelle hat einen
Innenwiderstand, auch jeder Kondensator hat einen, wenn er auch sehr
klein ist. Außerdem haben die Leitungen und auch der Kondensator einen
Induktivitätsbelag, was dazu führt, dass der Strom nicht diracförmig
sein wird, aber es ist schon nahe dran, wenn man sehr niedrige
Innenwiderstände hat. Es fließt also sehr kurz sehr viel Strom.
Zurück zur Frage: Es ist klar, ein Widerstand ist in der Praxis da, also
gilt auch die Rechnung mit der Verlustleistung.
Verwendet man Supraleiter, so verlieren diese durch den Strompuls
eventuell ihre Supraleitung und die Energie wird wieder verheizt.
Verlieren sie die Supraleitung nicht, haben sie dennoch einen
Induktivitätsbelag, was dazu füht, dass ein Schwingkreis aus
Induktivitätsbelag der Leitungen und dem Kondensator entsteht. Die
Energie wird dabei in der Schwingung des Schwingkreises gespeichert und
je nach Aufbau eventuell auch langsam als EM-Strahlung abgestrahlt.
Gruß,
Peter
Sehr nette Ausführung, Peter!
Ich frage mich nur, warum Supraleiter wegen eines Strompulses ihre
Supraleitfähigkeit verlieren sollen? Warm können sie durch den Strom ja
nicht werden ;-)
lg, Karl
Die Supraleitung gilt nur für einen bestimmten Maximalstrom, der noch
dazu temperaturabhängig ist (ich glaub in der Form I_max=Wurzel(K-T^2)).
Darüber verlieren sie ihre Supraleitfähigkeit. Details findest du sicher
in der Tieftemperaturphysikvorlesung (die ich damals nicht belegt
habe)...
Gerade noch mal in der allwissenden Müllhalde nachgelesen, es ist das
B-Feld, das die Begrenzung bewirkt. Wird das zu groß, dann wars das.
Aber da das B-Feld bei einem stationären Strom ja proportional ist gilt
auch obiges.
